Аутэкологические понятия и законы. Пути адаптации организма к окружающей среде (толерантный и резистентный пути). Правило оптимума и минимума.

Аутэкология изучает жизненные циклы и отношение к факторам среды отдельных особей или видов. Цель ее заключается в том, чтобы выявить характер приспособления их к жизни в конкретном сообществе, их роль в экосистеме.

Теоретическую основу аутэкологии составляют ее законы.

Первый закон аутэкологии - закон оптимума: по любому экологическому фактору любой организм имеет определенные пределы распространения (пределы толерантности).

Второй закон аутэкологии - индивидуальность экологии видов: каждый вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различают. По этой причине при изменении условий среды в пространстве (например, от сухой вершины холма к влажному логу) или во времени (при пересыхании озера, при усилении выпаса, при зарастании скал) состав экосистем изменяется постепенно.

Третий закон аутэкологии - закон лимитирующих (ограничивающих) факторов: наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме.

Пути адаптации организма к окружающей среде:

Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на отклонения фактора от оптимума.

Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды.

Избегание неблагоприятных воздействий – третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех групп организмов – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года.

ИЛИ ВОТ ТАК:

Принято выделять три механизма адаптаций:

1. Пассивный путь адаптации — по типу толерантности, выносливости;

2. Адаптивный путь — действует на клеточно-тканевом уровне;

3. Резистентный путь — сохраняет относительное постоянство внутренней среды.

Закон оптимума и минимума:

Закон оптимума (в экологии) — любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Результаты действия переменного фактора зависят прежде всего от силы его проявления, или дозировки. Факторы положительно влияют на организмы лишь в определенных пределах. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Отклонения от оптимума определяют зоны пессимума. В них организмы испытывают угнетение.

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора, или Закон минимума Либиха — один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнение экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организмов. Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающим могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности.

Гомеостатические реакции на изменение экологической ситуации. Виды конформисты и регуляторы. Правило Аллена, Бергмана и Глогера. Экологическая дифференциация человечества. Проблемы адаптации человека на Севере. Экспедиционно-вахтовый способ организации труда. Медико-биологическая оценка.

Существование гомеостатических механизмов на уровне особи или вида, поддерживает уровни биоактивности, несмотря на колебания внешних факторов.

Существует 2 вида адаптации к внешним факторам:

1. Пассивный. Адаптация по толерантности. Свойственна хладнокровным организмам. На организменном уровне происходит изменение структурных и биологических параметров, эти виды называются виды-конформисты.

2. Активный. Организм с помощью специфических адаптивных механизмов компенсирует изменения, вызванные действующим фактором, таким образом, что внутренняя среда остается относительно постоянной. Адаптация по резистентному типу, поддержание гомеостаза организма. Виды – регуляторы.

3. Человек – вид – регулятор, но может быть и конформистом (при подъеме в горы учащается пульс, количество эритроцитов).

Правило оптимума.

Помимо качественной специфики фактора (влияние на те или иные процессы со стороны организма) реакция на него со стороны организма во много определяет интенсивность воздействие фактора его дозировкой. Количество фактора (доза) соответствует потребностям организма и обеспечивает наиболее благоприятные условия для его жизни, рассчитанное как оптимум. Диапазон колебаний соответствующий указанным условиям, составляет зону оптимума. Зоны количественного выражения фактора, отклоняются от оптимума, но не нарушают жизнедеятельности организма, определяются как зоны нормы. Их 2: зона недостаточной выраженности фактора и зона избытка. Виды, переносящие большие отклонения фактора от оптимума – эвритопные, малые – стенотопные.

Правило минимума (Либиха-Тинемана).

Еще в 19 веке ученый Либих сформулировал правило минимума в соответствие, с которым возможность существования данного организма в определенном районе и степень его процветания зависит от факторов представленных в наименьшем количестве (лимитирующие факторы). Это правило дополнил Тинеман (1939). «Тот из необходимых факторов среды определяет плотность популяции данного вида живых существ…который действует на стадию развития, имеющую наименьшую экологическую валентность, при том действует в количестве или интенсивности наиболее далеких от оптимума».

Правило Бергмана.

У животных одного вида размеры тела больше в холодных частях ареала и меньше в теплых его частях, размер тела увеличивается с широтой местности. Правило отражает адаптацию животных к поддержанию постоянной температуры тела в различных климатических условиях: у более крупных особей отношение поверхности тела к его объему меньше, чем у мелких, поэтому и меньше расходуют энергии для поддержания той же температуры тела. Исключение: роющие млекопитающие.

Правило Аллена.

У теплокровных животных населяющих более теплые участки и ареалы выступающие части тела меньше, чем у представителей теплых ареалов. Исключение: длина клюва у птиц определяется характером питания.

Экологическая популяция – население биотопа каким-то биоценозом. Главный критерий популяции – панмиксия – свободный обмен генетической информации.

Адаптации у человека проявляются в 2 формах:

1. Неспецифическая, связанных с общим повышением иммунных свойств и усилением устойчивости организма к неблагоприятным факторам.

2. Специфическая, узко направлена на приспособление к определенным условиям ОС (на холод, повышение теплопродукции).